环保印刷综述

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1、第二章环保印刷第一节环保油墨油墨是目前印刷工业最大的污染源。世界油墨年产量已达三百万吨。每年由 油墨引起的全球VOC （有机挥发物）污染排放量已达数十万吨。这些有机挥发物， 可以形成比二氧化碳更为严重的温室效应，而且在太阳光的照射下会形成氧化物岬和光化学烟雾，严重污染大气环境，这已引起了各方面的广泛关注。目前在各种印刷方式中唯有柔性版印刷已.3了.与经普遍采用了环保型的绿色印刷材料一水性油墨.大豆顷状.油墨.UV油墨和醇溶型油墨。水性油墨水性油墨是世界公认的环保型印刷材料，也是目前所有印刷油墨中唯一经美 国食品药品协会认可的无毒油墨。水性油墨的最大特点是明显地减少了 VOC（有机挥发物）的排放

2、量，从而防 止了大气污染，改善了印刷作业环境，有利于工人健康。它可以完全消除溶剂型 油墨中某些有毒有害物质对人体的危害和对包装产品的污染，改善总体环境质 量，特别适用于食品、饮料、药品等卫生条件要求严格的包装印刷产品。此外它 不仅可以降低由于静电和易燃溶剂引起的火灾危险和隐患，而且还可以减少印刷 品表面残留的溶剂气味。 环保型水墨市场发展快现代产品对包装的要求不仅仅在美观、适用，也越来越要求其健康的属性， 对于与人体健康息息相关的保健类产品而言，尤其如此。随着人们环境保护意识 的提高，迫切需要绿色印刷材料的呼声日渐高涨。油墨是包装材料的重要组成 部分，水性油墨简称为水墨，是由水溶性树脂、有机颜

3、料、表面活性剂及相关添 加剂经复合研磨加工而成。环保型水性油墨目前最主要的应用领域是柔性版印刷与凹版印刷，这两种印 刷方式的产品大多数是包装产品，其中食品包装、烟酒包装、儿童玩具包装等占 有相当大的比例。近年来，柔性版印刷在世界范围内飞速发展，在欧美发达国家被认为是地 球上最优秀，最有前途的印刷方式。美国95%的柔性版印刷品和80%的凹版印刷品采用水墨。柔性版印刷在我国尚处于起步阶段，目前仅占印刷领域的3%左 右。在柔性版包装印刷中，国内外绝大部分都采用水性油墨印刷。我国从1995 年开始至1998年底，短短几年间引进了 130多条组合式柔印生产线，分布在全 国20多个省市，国内 现有窄幅柔性

4、版印刷生产线近200条，年需水性油墨 10多万吨。在柔性版包装印刷中，国内外绝大部分都采用水性油墨印刷。随着绿色包装 和环保包装的逐渐流行，很多烟厂、酒厂、药厂、化妆品、儿童玩具类企业，都 准备采用柔版印刷产品包装，柔版印刷在印刷领域特别是包装印刷领域的比重将 逐步增大。预计到2010年柔版印刷在印刷领域将达到15%左右，年需水性油墨 10多万吨。水性油墨的干燥性于r曲的关系我国水性 油墨首先由天 津油墨厂研制 成功投产，我 国平均每省有 大小纸箱厂 1000多家左 右，如按10% 采用水性油墨 印刷高档纸 箱，每家用油 墨10吨计，每省每年需用水性油墨1000吨左右。大力研制、开发、生产高档

5、次 的水性油墨已是当务之急，该产品可广泛应用于金、银卡纸、铜版纸、白板纸、 塑料薄膜、瓦楞纸、不干胶纸、纸箱、纸品包装、书刊杂志等印刷的柔印及凹印 领域。 水墨的优势与不足优势一巨大的绿色优势水性油墨由于不含挥发性有机溶剂，大大减少了 有机挥发物（VOC，下同）的排放，从而减轻了大气污染，改善了印刷操作人员的 环境，有利于职工健康。它可以完全消除溶剂型油墨中某些有毒有害物质，消除 对人体的危害和对被包装商品的污染，改善了总体环境质量，特别适用于烟、酒、 食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。此外，它不 仅可以降低由于静电和易燃溶剂引起的失火危险和隐患，还可以减少印刷表面残

6、 留的毒性，而且清洗印刷设备方便。不足一不管是进口水性油墨还是国产水性油墨，目前都存在不抗碱、不抗乙 醇和水、干燥慢、光泽度差、易造成纸张收缩等弊端。要达到抗碱、抗乙醇、抗 水和提高光泽度，只有采用柔性版UV油墨。这样不仅提高了印刷成本，而且增 加了印刷工序。如有的啤酒包装自动生产线，使用含碱性的润滑剂，其pH值为 9-10，水性油墨承受不了，碰上就掉色。还有夏天南方销售啤酒时不仅要进冰箱， 有的还在冰水中长期浸泡，水性油墨则承受不了。除此之外的问题还包括：水墨在聚乙烯等基材上难以很好地润湿和印刷；干 燥时间仍是水墨应用中最重要的问题，除非印刷机配有足够的干燥设备，否则印 刷速度因之而受影响；

7、水墨光泽低于溶剂型油墨，大大限制了水墨在光泽度要求 高的场合使用。 水墨产品如何更安全健康通过近10年的技术改进，水墨体系已成功解决了大多数原先存在的难点， 已变初始的劣势为优势，逐步成长和走向成熟。在环保、安全、健康的大前提下， 水墨产品如何满足最佳印刷与后加工适应性，提高经济效益是相关企业考虑的课 题。改进水墨的性能一目前水墨用户要求改进的性能在于：pH稳定的水墨体 系，水墨制造工业必须开发出在印刷过程中pH值稳定的水墨，即在印刷中无须 再检测和调整pH值；再溶性是另一重要的研究领域，胺挥发的过程中树脂趋于 固化，甚至固着在印版上。近来，水墨制造商已改进了树脂的性能使之更易于溶解，这意味着

8、印刷系统 在清洗前能更长时间运转，即提高了生产效率；水墨应用要求继续改进在聚乙烯 基材的应用性能。水墨制造工业有望提高水墨印品的表面耐性，特别是在耐油、 耐脂以及更好的耐热和耐冷冻性方面。近来在欧洲和北美，产品革新主要以满足 用户使用要求为驱动力。易于使用的具体要求来自于用户，这也将是新产品开发 的驱动力。紧跟环保形势一为达到愈加严格的环境管理目标，印刷商始终在寻找溶剂墨印刷 操作工艺的新方法以达到政府的规定。印刷行业目前重点是加强对溶剂墨印刷过 程中排放物的处理，通常的做法是使用焚化炉吸收和焚化VOCS，其他更具创 造性的是应用以VOCS为食物的微生物或细菌的处理体系。所有这些方法都依靠 高

9、效地吸收传输VOCS到能使之被中和处理的系统，或是焚化或是被微生物所吸 收。大豆油墨 亚麻籽油墨UV油墨醇 溶性柔印油墨进入21世纪以来，在世界范围的环保浪潮中，受挥发性有机物排放的限制 以及其环境适应性的影响，大豆油墨以及亚麻籽油墨开始受到业界的青睐，后两 者有逐步取代矿物油墨之势。UV辐射固化产品（包括UV油墨和UV上光油）以 其高效、节能、无溶剂排放、无环境污染、产品性能优异被誉为面向21世纪的 绿色工业新技术，其安全性已被美国环境保护局认同。在过去的十年里，UV油 墨和UV上光油的应用己日益普及。据资料统计，美国在2000年使用的柔性版印 刷UV油墨已达到3 500吨。UV油墨不仅是一

10、种不含溶剂的安全油墨，而且具有 许多优良的特性，例如不易糊版、网点清晰、墨色鲜艳光亮、耐化学性能优异、 用量省等等。UV油墨的推广应用，不仅有利于环保，也将有利于柔印产品质量 的提高，并促进了柔印技术的进一步发展。醇溶性柔印油墨也是一种公害甚小的油墨，它在柔印中仍发挥着十分重要的 作用。第二节环保纸在中国内地，人们对於再生纸并不陌生。它是利用回收的废纸，经过适当的 处理之后重新又抄成的纸张。早在一千多年以前，我国宋代就有了所谓的还魂 纸。用今天的话来说，还魂纸就是再生纸。明代科学家宋应星在天工开物 一书中写道：废纸去墨污秽，浸烂再造，依然成纸，耗亦不多名曰还 魂纸。利用废纸造纸的好处甚多。据推

11、算，每回用一吨废纸并重新抄纸，可节省纤 维原料约500公斤；烧碱150公斤，节电360度；省煤350公斤；减少用水120 多吨。此外，尤为重要的是充分利用资源，保护生态环境，给造纸企业带来效益。 因此，废纸已经成为造纸工业的原料来源之一，日益受到人们的关注。废纸的纤维不废，纸张组成的纤维本身说来，经过印刷或书写的纸，只是某 些炭黑（或其他颜料）粒子和胶黏剂的粒子附贴在纸纤维表层，如果设法把这些 粒子洗刷掉，就好像洗脏衣服那样。那么，所得到的干净纤维仍然可以再次重新 造纸，达到整旧翻新的目的。由于用来造纸的植物纤维品种不少，如针叶树（软 木）纤维、阔叶树（硬木）纤维、竹子纤维、麦草稻草纤维、甘蔗

12、渣纤维、苇荻 纤维、棉花纤维、树皮纤维、麻类纤维等。再加上在造纸过程中，对它们进行一 定的化学（蒸煮、漂白）和机械（打浆）作用，因此不能误以为废纸纤维可以无 限止的循环使用。据造纸专家的分析研究，一般说来针叶树纤维的回用次数较高，可以达到5次以 上（到8次时强度大幅度下降）。阔叶树纤维（短纤维）是3次；草类纤维只能 回用2次。棉花纤维和麻类纤维可以回用10次以上，不过它们在造纸中使用量 并不多。废纸中的纤维，一方面不能视为废物，而应该是宝贝。另一方面是如 何更好地利用它，还有待进一步地深化研究。废纸利用的难题经过近年来的宣 传、实践，大家对於废纸环保纸（再生纸）的认识，有了很大的提高。但是，各

13、 个国家、地区的废纸回收率、利用率却存在较大的差距。所谓废纸的回收率是 指某一地区、某一时期内回收的废纸量与所浪费的用纸量的百分比。因此，废纸 的回收率取决于消费量，与生产量只有间接的关系。而废纸的利用率则是对已经 收购重新用于生产的废纸所占的比例。为什么有的国家（如德国、日本）废纸回收率高呢？主要是看回收系统是否 完善；回收渠道是否畅通。这就是废纸回用方面的难题。据介绍，日本东京曾经大力宣传回收废纸的好处，通过电视、电台、报刊等 多种媒体，免费招待居民观看电影（都是围绕纸的应用、废纸再生与回收方面的）、 动员造纸、印刷、包装、出版公司的职工和中小学生义务收购废纸，分装垃圾等。 派出三轮摩托车

14、运送废纸，实行集体回收。日本大阪还想出个巧妙的办法，就是 在回收废纸时，除了付给现款之外，每回收10公斤给一张奖票，如抽签中奖再 另外得到一个丰厚的奖赏，这种办法也收到了良好的效果。第三节污水处理一洗车水回收处理目前，我国的印刷业主体是胶印，这种印刷方式离不开胶印油墨，从而就少 不了油墨清洗剂。油墨清洗剂主要分为两大类：一类是汽、煤油，另一类是印刷 专用清洁剂（专业俗称是洗车水）。汽、煤油是一种广谱有机物溶剂，适用于很多行业，价格比较低廉。也就是 价格因素，使得绝大部分印刷企业虽然在逐步用洗车水替代汽、煤油，但是同时 仍然在大量使用汽、煤油，以此降低生产成本。到目前为止，以印刷业比较发达 的北

15、京为例，几乎没有一家印刷厂不在或多或少的使用汽、煤油作为油墨清洁剂， 虽然各家印刷厂非常清楚汽油的危害性：第一是安全问题。因为汽油的闪点（即 蒸汽遇到明火发生爆炸的温度）只有二十几度，如果印刷厂房内的通风设施不好， 很容易发生危险情况；事实证明确实如此，北京不止一家印刷企业在工人使用汽 油清洗印刷机时发生过爆炸。即使厂房内的空气流通很好，车间内不会发生危险， 可是清洗过油墨的汽、煤油会被工人全部倒进下水道，对土壤及水质的污染自不 必说，同时漂浮在水面上的汽油，在室外温度比较高的季节里，同样存在着爆炸 的危险。第二是污染问题。汽、煤油作为一种有机溶剂，本身就有一定的毒性。 在印刷车间里，当工人清

16、洗墨辊、橡皮布或机器时，由于汽油的挥发性很大，即 使车间内的通风良好，工人们也会或多或少的吸入一定量的油气；同时，工人在 进行清洗作业时，手或身体的其他部位难免会接触到汽、煤油；吸入的汽油油气 和接触到的汽、煤油都会对人体造成一定的伤害，短时间接触问题不会太大，但 是如果长期接触，会对工人的身体健康造成不同程度的损伤。这些污染都来自于 汽、煤油本身，同时，油墨等有害物质溶解在汽、煤油中，也会对人体及周围环 境造成相当大的危害，相关内容将在下面段落中加以说明。洗车水是专门用于清洗油墨的清洗剂，质量合格的洗车水与汽、煤油相比， 清洗效果好，安全性能高，并且对人体及环境的污染危害小，但是价格比较高。

17、 虽然相对于汽、煤油而言，洗车水即安全，污染也小，但并不等子洗车水是完 美无缺的。首先，虽然大部分合格的洗车水的闪点在40度以上，最高的在200 度左右，但是它仍属于易燃物，如果操作过程不当，还是存在发生爆炸的可能。 其次，虽然洗车水相对于汽、煤油而言，本身产生的对人体及周围环境污染要小， 但并不等于他没有污染；与汽、煤 油一样，溶解在洗车水中的油墨等物质 对人体及周围环境造成危害是绝对不容忽视的。在这里，大概谈一下环保油墨的进程。对于油墨中含有的有害物质，在近 40多年里做过以下改进：1974年：去除了油墨颜料中的铅；20世纪70年代后期：去除了食品包装说明中的甲苯；20世纪80年代后期：去

18、除了相关的联苯胺黄色颜料；20世纪90年代初期：减少了苯二酸增塑剂的作用。此外，日本的油墨制造商几乎都开始使用油墨溶剂中除去了芳香族（1%以下） 的AF溶剂。对于油墨行业来说，如何处理好挥发性有机物（VOC）、多环芳香族 溶剂（PCA）、重金属、产业废弃物等资源的回收（如再生纸）、燃烧（二恶英） 等环境问题业已成为重要的研究课题。但是，我国绝大多数印刷企业由于受价格 等因素的限制，并没有使用大豆油墨以及亚麻籽油墨等最新的环保型油墨。正在 使用的油墨普遍在挥发性有机物（VOC）、多环芳香族溶剂（PVA）、重金属、产 业废弃物等资源的回收（如再生纸）、燃烧（二恶英）等的环保方面存在有很大 的问题。

19、由此看来，目前我国印刷企业在选用及处理油墨清洗剂（不管是汽、煤油还 是洗车水）上存在着很大的环保问题；一方面是清洗剂本身的安全及污染问题； 另一方面是溶解于清洗剂中的油墨等有毒物质的污染问题。面对因为使用油墨清洗剂而产生的污染问题，我们应该学习借鉴国外发达国 家的经验，在油墨清洗剂的选用及处理上下功夫。欧美及日本等发达国家，由于 在环保方面要求很高，所有的印刷企业在油墨清洗剂的选用及处理上都不得不严 格遵守相关的环保法律法规，不然的话，轻则等待他们的是巨额罚款和吊销执照， 严重的将面临坐牢的处罚。目前，欧美及日本等发达国家的印刷企业首先都已经 不再选用汽、煤油作为油墨清洗剂，他们选用的都是品质

20、符合国际或本国环保标 准的洗车水；其次，他们不会象我们的印刷企业一样，将清洗过橡皮布、墨辊或 机器后含有油墨等有毒物质的洗车水倒进下水道或随便什么方便的地方，而是把 脏了的洗车水收集起来，送到专门的处理中心或企业自身进行回收处理，这样就 基本上防止了洗车水脏液对环境的污染；同时不仅不会使企业的生产成本提高， 反而会给企业带来相当可观的经济效益。洗车水回收处理的原理是把脏了的洗车水再生成为干净的洗车水（它的理论 回收率在95%以上，实际回收率在85%以上），无限次的反复循环使用，不仅避 免了洗车水对环境的污染，而且还可以节省85%以上的洗车水，也就是节省相关 生产成本85%以上；同时，可以将洗车

21、水中的油墨等有毒物质以固体形态分离出 来另行处理，避免对环境的污染。目前，有的印刷企业已经使用相关的处理设备 对使用后的洗车水进行回收处理，而且经济效益十分显著.第四节柔性版印刷作为环保印刷的柔版印刷，得到了迅速发展，柔 性版具有高弹性，高耐印 率，高分辨率。最近十多年来，柔性版印刷之所以在国内外包装印刷领域中异军突起、发展 迅速，除了柔印自身具有的优势和技术进步外，其中一个非常重要的因素就是它 适应了环保和绿色包装的要求，可以广泛使用无毒、无残留溶剂、无环境污染的 水性油墨、UV油墨以及醇溶性油墨。柔性印版使用的是一种感光聚合版材，它 由类似橡胶的感光聚合物制成。基本组成有主体聚合物、光引发

22、剂、丙烯酸脂类 已烯单体、热阻聚剂、添加剂等，在紫外光的作用下达到一定的橡胶硬度。印刷 操作是整个柔性版印刷中的焦点所在。它将体现印刷设备、材料选配、工艺制定、 操作水平在实际生产过程中真实技术水准。所有操作程序都由人来执行的，正确 操作每一工序，是对操作人员的最基本要求。随着西部大开发号角的吹响，作为国家发展大计，西部开发正如火如荼地展 开，一方面，西部在不断地利用丰富的自然资源，开发富有科技含量和高附加值 的新产品，而作为这些新产品的形象工程，产品包装正日益凸现其重要性，甚 至有人说，包装就是产品，引人入胜的印刷是零售商业成功的要素；另一方面， 西部的环境治理和保护工作在今天显得尤为重要，

23、因为它直接影响着整个西部乃 至整个中国的未来生存环境，所以，在当前的西部，各行各业都在呼唤环保产品、 绿色产品。而传统印刷方式如胶印、凹印，在包装印刷方面都存在着某些先天 不足，或成本偏高、或污染环境，这就使得我们的包装印刷界渴望一种新兴的 优质环保印刷方式的出现，不仅要保证我们的包装印刷超凡脱俗，更要确保成本 降低、效率提高、且有利环保。在当今的印刷包装领域，果然有一种新型的印刷方式正异军突起、迎面赶来， 这就是兼具成本、质量、环保等几方面之优的柔性版印刷。众所周知，在美国，柔性版印刷已经得到了充分的发展，无论是印刷机的制 造技术还是柔印本身的应用技术，都代表了柔性版印刷的最高水平。据统计，

24、现 在，美国国内市场所见到的大部分商品包装几乎都是柔性版印刷产品，柔性版印 刷的市场份额在软包装领域占70%，在标签印刷领域占85%，在瓦楞纸箱印刷领 域占98%，在纸盒印刷领域占25%。而在欧洲，柔性版印刷在上述包装领域的市 场份额也分别占到60%,35%,85%和30%。更有甚者，在美国，甚至有20%的报纸 也是用柔性版印刷的。在中国，这几年柔印也取得了迅速的发展，经统计，内地各地区柔版印刷所占比 例分布情况大致为：华南区50%左右，华东区22.5%左右，北方区22.5%左右， 西部地区5%左右。据有关资料统计，柔印在二十一世纪前叶将会有一个飞跃的发展，这是因为 柔性版印刷和凹印、胶印相比

25、有许多优点一相对凹印来说，它的制版周期短、套 印精度高、价格低廉、没有污染、没有毒性，承印范围广、适合中等档次、小批 量的印刷；相对胶印来说，它的耐印率高、印刷速度快、没有公害、印量大、适 合大批量的印刷，覆膜、连线烫金、凹凸模切等比较容易实现。三种印刷方法的比较见表1表一：3种印刷方式的比较胶印凹印毛印、试印基材纸张薄膜、纸张L金属箔材避膜、纸张U金属箔材印刷质里较好.墨层较薄色彩鲜艳侦丰富.好较好、墨层畲干胶印、凹印之间印刷毒性,强强J弱制版时间短.:长：较短制版费低:高较低工业污染有污染有污染无污染正如俗话所说，巧妇难为无米之炊，柔性版印刷也离不开柔性版制版，柔性 版制版是柔性版印刷的关

26、键环节之一。目前，国内从事柔性版制版的企业大致可 分为两大类。第一类为知名度较高，投资规模较大，设备较齐全的外商投资企业 或中外合资企业。这类企业为数不多，仅几家而已，它们能够接要求复杂、精细 的业务；第二类为随着近年来国内柔印逐步升温应运而生的大量低端柔印制版企 业，他们的规模较小，投资较少，设备较为简陋，大多只能接单色、多色实地、 简单线条文字、单色渐变版，很少有能力涉足软包装高档柔印制版和瓦楞纸高线数彩色层次柔印制版，这类企业占了 国内柔性版制版在大多数，在国内分布较广，但不太均匀，大多集中于包装业较发达的地区。截止去年年底为止，西部地区在柔印制版领域尚为空白，这直接导致了大量 的制版业务外流，从而直接限制了本地高档柔印印刷的发展。值得庆幸的是，当前，有一家代表了国内乃至世界最高柔版制版装备水平的 专业制版公司已经落户成都一成都西耀科技数码公司从美国杜邦公司引进了全 套大幅面高精度柔版制版设备，并且作为未来杜邦公司在西南区的样板中心和示 范培训中心，相信该中心的建立将能极大地提高西南地区甚至整个西部地区柔印 制版整体水平的提高。相比其他印刷方式，柔印印刷制版是有其自身特点的，并且这些特点贯穿了 从设计、制作到印刷流程的方方面面，只有从设计人员开始重视，尊重柔印的印 刷特点与特性，才能充分保证后工序从印前制作到印刷环节的完美再现。